Dissertations / Theses: 'Estimation de conductivité thermique'

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Acem, Zoubir. "Nouveaux composites graphite/sel destinés au stockage de l'énergie thermique à haute température : De l'élaboration au développement de méthodes de caractérisation thermique de matériaux conducteurs orthotropes." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00263601.

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Abstract:

Cette thèse a été effectuée dans le cadre des projets DISTOR (Européen) et HTPSTOCK (Français) qui visent à concevoir et étudier de nouveaux composites graphite/sel destinés au stockage de l'énergie thermique à haute température (>200°C). Elle est scindée en deux parties distinctes.
La première partie détaille les travaux relatifs à l'élaboration et la caractérisation thermique de ces nouveaux composites. On y présente les différentes voies d'élaboration des composites (dispersion, compression uniaxiale, isostatique) associées aux différents types de graphite (graphite naturel expansé (GNE), graphite synthétique) investigués au cours de cette thèse. On y retrouve également les résultats liés à la campagne de caractérisation thermique de ces composites permettant de mettre en exergue l'impact du graphite sur les propriétés conductrices des matériaux étudiés. A partir de ces résultats, des études de modélisation de l'évolution de la conductivité thermique ont pu être entrepris afin d'approfondir la compréhension de l'effet du graphite (quantité, taille de particules) sur la conductivité effective des composites.
La deuxième partie présente essentiellement les dispositifs de caractérisation thermique et les modèles thermocinétiques associés qui ont du être développés et adaptés aux spécificités des matériaux nouvellement élaborés. Cela concerne principalement les matériaux élaborés par compression, matériaux difficilement reproductible et possédant des propriétés orthotropes. La caractérisation de ce type de matériaux s'avère très délicate et pour le moins fastidieuse. C'est pourquoi nous nous sommes attachés à développer et adapter les moyens de caractérisation existants afin de permettre la caractérisation thermique complète d'un matériau conducteur orthotrope à partir d'une seule mesure sur un seul échantillon

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Gaspar, Jonathan. "Fluxmétrie et caractérisation thermiques instationnaires des dépôts des composants face au plasma du Tokamak JET par techniques inverses." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4739/document.

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Abstract:

Ces travaux portent sur la résolution successive de deux problèmes inverses en transferts thermiques : l'estimation de la densité de flux en surface d'un matériau puis de la conductivité thermique équivalente d'une couche déposée en surface de ce matériau. Le modèle direct est bidimensionnel orthotrope (géométrie réelle d'un matériau composite), instationnaire, non-linéaire et ses équations sont résolues par éléments finis. Les matériaux étudiés sont les composants face au plasma (tuiles composite carbone-carbone) dans le Tokamak JET. La densité de flux recherchée varie avec une dimension spatiale et avec le temps. La conductivité du dépôt de surface varie spatialement et peut également varier au cours du temps pendant l'expérience (toutes les autres propriétés thermophysiques dépendent de la température). Les deux problèmes inverses sont résolus à l'aide de l'algorithme des gradients conjugués associé à la méthode de l'état adjoint pour le calcul exact du gradient. La donnée expérimentale utilisée pour la résolution du premier problème inverse (estimation de flux surfacique) est le thermogramme fourni par un thermocouple enfoui. Le second problème inverse utilise, lui, les variations spatio-temporelles de la température de surface du dépôt inconnu (thermographie infrarouge) pour identifier sa conductivité. Des calculs de confiance associée aux grandeurs identifiées sont réalisés avec la démarche Monte Carlo. Les méthodes mises au point pendant ces travaux aident à comprendre la dynamique de l'interaction plasma-paroi ainsi que la cinétique de formation des dépôts de carbone sur les composants et aideront au design des composants des machines futures (WEST, ITER)
This work deals with the successive resolution of two inverse heat transfer problems: the estimation of surface heat flux on a material and equivalent thermal conductivity of a surface layer on that material. The direct formulation is bidimensional, orthotropic (real geometry of a composite material), unsteady, non-linear and solved by finite elements. The studied materials are plasma facing components (carbon-carbon composite tiles) from Tokamak JET. The searched heat flux density varies with time and one dimension in space. The surface layers conductivity varies spatially and can vary with time during the experiment (the other thermophysical properties are temperature dependent). The two inverse problems are solved by the conjugate gradient method with the adjoint state method for the exact gradient calculation. The experimental data used for the first inverse problem resolution (surface heat flux estimation) is the thermogram provided by an embedded thermocouple. The second inverse problem uses the space and time variations of the surface temperature of the unknown surface layer (infrared thermography) for the conductivity identification. The confidence calculations associated to the estimated values are done by the Monte Carlo approach. The method developed during this thesis helps to the understanding of the plasma-wall interaction dynamic, as well as the kinetic of the surface carbon layer formation on the plasma facing components, and will be helpful to the design of the components of the future machines (WEST, ITER)

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Staïcu, Dragos. "Conductivité thermique des combustibles nucléaires hétérogènes." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0018.

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Abstract:

Les propriétés thermiques des combustibles nucléaires doivent être connues afin de prévoir leur comportement en cours d'irradiation et de vérifier que celui-<:i est compatible avec les critères de sûreté. Aux combustibles U02 et (U,Pu)02 actuels s'ajoutent de nouveaux types de matériaux étudiés dans la cadre de programmes de recherche entrepris au CEA (combustibles du futur, incinération d' actinides). Cette étude a été réalisée dans le cadre du développement d'une méthode de prédiction du comportement thermique de ces combustibles en réacteur. Elle a été validée par une comparaison avec des mesures de la conductivité thermique équivalente de combustibles vierges. Une étude du problème thermique, des paramètres influents et des différentes voies d'étude possibles a été dans un premier temps réalisée. Une méthode numérique adaptée aux combustibles et prenant en compte leur microstructure et leur composition a ensuite été mise au point. Elle consiste à calculer, à partir de la micrographie d'une coupe, une conductivité équivalente pour un transfert de chaleur à deux dimensions. Une méthode de passage 2D/3D est proposée pour estimer la valeur de la conductivité équivalente 3D, elle est fondée sur l'utilisation des prédictions 2D et 3D obtenues par un modèle analytique de conductivité équivalente correspondant à une microstructure proche de la microstructure réelle. Les prédictions ont été comparées aux résultats expérimentaux obtenus pour les combustibles (U, Pu)O2. Al203-U02, MgAl204-U02, U02-Mo et pour l'absorbant neutronique B4C-HfB2• La méthode a ensuite été appliquée au combustible (U,Pu)02 irradié
The thermal properties of nuclear fuels must be known in order to predict their behavior under irradiation and to verify that it is compatible with the safety criterion. The existing fuels are U02 and (U,Pu)02, but some new materials are being studied at the CEA (future fuels, actinide incineration). The aim of this study is to contribute to the development of a prediction method for the thermal behavior of these fuels during irradiation. This method has been validated by comparison with the measured values of the effective thermal conductivity of fresh fuel. The heat transfer problem, the influent parameters and the possible solutions are at first studied. Then a numerical method, suitable for fuels and taking into account their microstructure and their composition has been developed. The equivalent conductivity for a 20 heat transfer is calculated taking into account actual 20 microstructures obtained after analysis of micrographic sections of the material. The proposed method for converting 20/30 to estimate the value of the equivalent conductivity, uses as a ratio between the two estimates, the ratio obtained by a model corresponding to a morphology close to the• actual morphology and where the 20 prediction best matches the value calculated numerically. The analysis is validated by comparison of the thermal conductivity values measured for the (U, Pu)O2. Al203-U02, MgAl204-U02, U02 and Mo fuels and for B4C-HfB2. The method is then applied to the (U,Pu)02 irradiated fuel

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Ichard, Jean-Christophe. "Composites à matrice céramique à conductivité thermique améliorée." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12625.

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Abstract:

L'étude se proposait d'accroître la conductivité thermique de composites à matrice céramique multicouche et autocicatrisante au moyen du procédé d'imprégnation par le silicium liquide. L'introduction préalable de xérogels de carbone, dont la texture est maîtrisée par contrôle des paramètres de synthèse du gel initial, permet de réduire et d'homogénéiser la porosité de ces matériaux. Les études de l'imprégnation des composites par le slilicium liquide ont montré que la production in situ de gaz à haute température nécessite un dispositif et des conditions particulières afin d'atteindre une porosité finale nulle. L'évacuation de ces espèces gazeuses est favorisée par un flux de silicium lent et unidirectionnel et en maintenant le plus longtemps possible, les tranches latérales du matériau perméables au gaz et non mouillables par le silicium. Les composites ainsi densifiés possèdent une conductivité thermique multipliée par 4 par rapport à ceux densifiés par voie gazeuse (CVBI)

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Lachance, Olivier. "Conductivité thermique et perméabilité intrinsèque de la neige compactée." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30712/30712.pdf.

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Abstract:

La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique de la neige sont deux paramètres essentiels pour effectuer l'analyse numérique du comportement thermique de milieux poreux. Plusieurs mesures de ces paramètres ont été effectuées successivement sur des échantillons de neiges compactées recueillis à l'Université Laval. La mesure de la conductivité thermique a été effectuée selon la méthode du fil chaud. Pour la perméabilité intrinsèque, un perméamètre à air à double mur fût conçu pour des expériences en laboratoire. La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique variaient respectivement de 1.1 x 10-8 à 8.0 x 10-11 m2 et de 0.09 à 0.48 W/mK pour des échantillons de neige ayant des porosités s'étalant entre 0.32 et 0.75. Les résultats se comparent bien avec ceux trouvés dans la littérature. Des modèles de prédiction des propriétés ont été examinés pour chacune des propriétés avec la porosité et le diamètre des grains.

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Martin, Bruno. "Étude de l'anisotropie de la conductivité thermique des superisolants." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10292.

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Lachance, Olivier, and Olivier Lachance. "Conductivité thermique et perméabilité intrinsèque de la neige compactée." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25083.

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Abstract:

La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique de la neige sont deux paramètres essentiels pour effectuer l'analyse numérique du comportement thermique de milieux poreux. Plusieurs mesures de ces paramètres ont été effectuées successivement sur des échantillons de neiges compactées recueillis à l'Université Laval. La mesure de la conductivité thermique a été effectuée selon la méthode du fil chaud. Pour la perméabilité intrinsèque, un perméamètre à air à double mur fût conçu pour des expériences en laboratoire. La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique variaient respectivement de 1.1 x 10-8 à 8.0 x 10-11 m2 et de 0.09 à 0.48 W/mK pour des échantillons de neige ayant des porosités s'étalant entre 0.32 et 0.75. Les résultats se comparent bien avec ceux trouvés dans la littérature. Des modèles de prédiction des propriétés ont été examinés pour chacune des propriétés avec la porosité et le diamètre des grains.
La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique de la neige sont deux paramètres essentiels pour effectuer l'analyse numérique du comportement thermique de milieux poreux. Plusieurs mesures de ces paramètres ont été effectuées successivement sur des échantillons de neiges compactées recueillis à l'Université Laval. La mesure de la conductivité thermique a été effectuée selon la méthode du fil chaud. Pour la perméabilité intrinsèque, un perméamètre à air à double mur fût conçu pour des expériences en laboratoire. La perméabilité intrinsèque et la conductivité thermique variaient respectivement de 1.1 x 10-8 à 8.0 x 10-11 m2 et de 0.09 à 0.48 W/mK pour des échantillons de neige ayant des porosités s'étalant entre 0.32 et 0.75. Les résultats se comparent bien avec ceux trouvés dans la littérature. Des modèles de prédiction des propriétés ont été examinés pour chacune des propriétés avec la porosité et le diamètre des grains.

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Bourgeois-Hope, Patrick. "Étude du gap supraconducteur du FeSe par la conductivité thermique." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/9903.

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Abstract:

Le séléniure de fer, FeSe, est un matériau prometteur qui attire beaucoup d'attention depuis qu'il a décroché le record de la température critique la plus élevée chez les supraconducteurs à base fer. L'absence d'une phase magnétique à proximité de sa phase supraconductrice cause un questionnement sur la nature du mécanisme d'appariement des électrons dans ce supraconducteur. La symétrie avec laquelle ce mécanisme opère peut être déterminée en identifiant la structure et la symétrie du gap supraconducteur du FeSe. Plusieurs études du gap ont été menées, mais elles n'ont pas permis d'arriver à un consensus. Certaines mesures détectent des noeuds dans le gap supraconducteur tandis que d'autres rapportent un gap non nodal. L'incapacité à réconcilier les données existantes est en partie due au manque de mesures effectuées sur des monocristaux propres étant capables de résoudre des excitations à très basse énergie. Ce mémoire présente une étude du gap supraconducteur du FeSe utilisant la mesure de la conductivité thermique dans la limite où la température tend vers zéro comme sonde. Dans ce régime de température, il a été possible d'examiner les excitations à très faible énergie de l'état supraconducteur à l'aide d'un champ magnétique finement ajusté. De cette manière, un portrait très détaillé de la dispersion en énergie des quasiparticules a été dressé. Nous ne détectons pas de quasiparticules à énergie nulle et excluons donc la présence de noeuds sur le gap supraconducteur. Nous observons un comportement de supraconducteur à deux bandes, suggérant que les deux poches de la surface de Fermi ont des gaps différents dont les amplitudes diffèrent par un facteur 10. De plus, la grandeur du plus petit de ces deux gaps varie lorsque le niveau de désordre du matériau change, ce qui suggère que le petit gap est anisotrope. Cette dernière observation permet de réconcilier les études antérieures puisqu'une anisotropie du gap peut engendrer des noeuds accidentels sur le gap si le niveau de désordre du matériau est suffisament bas. Quelques études très récentes, parues en même temps que les résultats présentés ici, corroborent le scénario proposé et sont présentées à la fin du mémoire.

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Griesser, Aurélia. "Réalisation de matériaux composites à conductivité thermique accrue pour l’aéronautique." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14699/document.

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Abstract:

Pour réduire les nuisances et pollutions émises par le transport aérien, une solution consisterait à remplacer les matériaux des pièces chaudes des moteurs d'avions par des composites à matrice céramique (CMC). Pour intégrer ces matériaux dans les moteurs, il est nécessaire de les adapter aux contraintes imposées par ce milieu (température≥1400°C, oxydation/corrosion), tout en garantissant des propriétés égales à celles des superalliages actuels (conductivité thermique, résistance mécanique). L'objectif de la thèse était de proposer une architecture de matériau présentant l'ensemble des propriétés demandées par le cahier des charges, d'élaborer ce composite et de le caractériser. Ce travail a permis d'identifier les phénomènes mis en jeu lors de l'élaboration des composites. L'optimisation du procédé, de l'architecture et de la composition du matériau a permis de fournir un CMC dense. Les caractérisations réalisées ont montré l'intérêt de ces matériaux pour l'application visée
To reduce pollution emitted by air transport, high temperature materials used in hot parts of aircraft engines could be replaced by ceramic matrix composites (CMC). To integrate these materials, they must support the harsh environment encountered inside the engine (temperature ≥ 1400 ° C, oxidation / corrosion), while having properties equivalent to current superalloys (thermal conductivity, mechanical strength). This work was aimed to establish a material architecture presenting all properties required, and to develop and characterize this composite. This procedure has helped to identify the phenomena involved in the development of composites. Various optimizations, as process, material architecture and composition, have lead to the establishment of a dense CMC. Measured properties have proved that these materials can be used for the intended application

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Lory, Pierre-François. "Dynamique de réseau et conductivité thermique dans les alliages métalliques complexes." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY042/document.

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Abstract:

Les alliages métalliques complexes sont des matériaux qui présentent un ordre à longue distance caractérisé par de grandes mailles comprenant plusieurs centaines d’atomes disposés en clusters. Une propriété caractéristique des CMAs est une conductivité thermique de réseau, dû aux phonons, très faible (~1.3 W/m.K), ce qui donne un intérêt pour leur utilisation comme thermoélectriques. Malgré de récentes avancées sur les connaissances de leurs structures, la nature des modes de vibrations des phonons dans ces réseaux restent une question ouverte : quel est le rôle des clusters ? Est-ce qu’il y a des modes critiques ? Pour répondre à cette problématique, mon projet de thèse a eu pour objectif de comprendre la nature des modes de vibrations à l’échelle atomique et la relation avec la conductivité thermique de réseau sur deux systèmes : la phase o-Al13Co4 qui est un approximant de la phase décagonale AlNiCo et le clathrate Ba8Ge40.3Au5.25, présentant des propriétés thermoélectriques. Mes investigations combinent des expériences de diffusion inélastiques des neutrons et des rayons-X et des simulations à l’échelle atomique.Une analyse détaillée des résultats expérimentaux obtenus par diffusion inélastique sur monocristaux pour les branches acoustiques a permis de mettre en évidence, pour la première fois, un temps de vie fini des phonons acoustiques lorsqu’ils interagissent avec les modes de basses énergies liés aux atomes dans les clusters. Pour les deux systèmes étudiés, nous observons que la branche acoustique n’est plus linéaire et le temps de vie des phonons acoustiques est réduit à quelques picosecondes. Ce faible temps de vie dépend peu de la température comme la conductivité thermique. Les simulations à l’échelle atomique, en utilisant des calculs DFT et des potentiels de pairs oscillants pour des simulations de dynamique moléculaire, ont permis de montrer que ce temps de vie est un effet anharmonique lié au désordre de structure. Les simulations confirment la faible dépendance en température de ce temps de vie. Dans o-Al13Co4, nous avons calculé la conductivité thermique avec la dynamique moléculaire et la méthode de Green-Kubo. Pour Ba8Ge40.3Au5.25 nous avons appliqué un modèle phénoménologique pour l’estimer en utilisant les résultats INS. En conclusion nous démontrons les effets de la complexité structurale sur la conductivité thermique en lien avec la dynamique de réseau
Complex metallic alloys are long range ordered materials, characterized by large cells, comprising several hundreds of atoms and cluster building blocks. A key property of CMAs is the low lattice thermal conductivity (1.3 W/m. K), which suggests a potential application for CMAs for thermoelectricity. Despite recent advances structure determination, the nature of the phonons modes remains an open question: do the clusters playing a role? Are there critical modes? To tackle this problem, my PhD project aims to understand the vibrational modes at atomic scale and the relation to lattice thermal conductivity in o-Al13Co4 which is an approximant of the quasicrystal, decagonal phase AlNiCo and the clathrate Ba8Ge40.3Au5.25. In this worked we have used Inelastic Neutron and X-ray Scattering experiments and atomic scale simulations, based on density functional theory and empirical pair potentials.A detailed analysis of the results of inelastic scattering experiments on monocrystals for the acoustic branches have shown, for the first time, a finite lifetime for acoustic phonons when they interact with the low-lying dispersion-less excitations due to atoms in the cluster. In both systems, we observe that when an acoustic branch flattens near the zone boundary, the phonon lifetime is a few picoseconds. The phonon lifetime is approximately independent of temperature like the lattice thermal conductivity. Lattice and molecular dynamics simulations with DFT and empirical, oscillating pair potentials show that the finite phonon lifetime is an anharmonic effect, due to structural disorder, explaining the weak temperature of the phonon lifetime. For o-Al13Co4, we have calculated the thermal conductivity with the Green-Kubo method based on equilibrium MD simulations. For Ba8Ge40.3Au5.25 we have developed a phenomenological model based on individual phonon modes. In conclusion, we have demonstrated how structural complexity affects thermal conductivity through the lattice dynamics

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Lenain, Alexis. "Conductivité thermique des alliages métalliques amorphes en conditions cryogéniques et applications." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI100.

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Abstract:

Les alliages métalliques amorphes possèdent une structure désordonnée sansordre atomique local à longue distance contrairement aux alliages cristallins. Cettestructure leur confère des propriétés particulières, ouvrant la voie à de nombreusesapplications industrielles. En particulier, leur conductivité thermique est faiblecomparée aux autres matériaux métalliques du fait de l'absence de réseau cristallin.Ces alliages possèdent ainsi des propriétés isolantes permettant de minimiser lespertes thermiques par conduction. Ce travail de thèse porte d'une part sur lacompréhension des mécanismes intervenant dans la conductivité thermique desalliages métalliques amorphes, permettant d'identifier des compositions adaptées.Différentes méthodes d'optimisation des propriétés thermiques ont été étudiées etont permis de développer une composition optimisée à faible conductivité thermique.D'autre part, la capacité à être assemblé a été étudiée dans l'objectif d'intégrer ces alliages dans un dispositif industriel. Deux techniques d'assemblage ont étéconfrontées permettant de développer une solution à court et à long terme. Deuxbrevets protégeant l'utilisation de compositions avantageuses obtenus grâce auxrésultats de ce travail ont été déposés. Par ailleurs, des prototypes ont été réalisés en utilisant les procédés étudiés dans ce travail et présentent des performances augmentées par rapport à la solution actuelle
Bulk metallic glasses possess an amorphous structure without any atomic longrange ordering unlike their crystalline counterparts. They exhibit particularproperties due to this amorphous structure, which is very promising for futureindustrial applications. In particular, their thermal conductivity is very low compared to other metallic materials due to the absence of crystalline lattice. Thus, these alloys show some insulating properties, leading to low heat losses. This PhD work focuses on understanding the mechanisms that occur in thermal conductivity of bulk metallic glasses in order to identify suitable compositions. Several optimization methods have been carried out to minimize the thermal properties and resulted in the development of an optimized composition showing low thermal conductivity. Secondly, their joining ability has been studied with the aim to implement these alloys in an industrial device. Two different joining techniques have been faced to provide a short and a long term solution. Eventually, two patents which protect the use of beneficial compositions developed in this work have been filed. Besides, prototypes have been produced using the two processes studied in this work and show enhanced performances compared to the current solution

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Delhomme, Georges. "Quantification de l'irrigation sanguine tissulaire par microcapteurs implantables à diffusion thermique." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO1T279.

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Adjali, Mohamed Hicham. "Etude d'une méthode de détermination de la conductivité thermique de matériaux au cours d'un changement de phase." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0017.

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Abstract:

Les possibilités de la sonde à flux linéaire pour la détermination de la conductivité thermique ont été étudiées dans le cas de matériaux à changement de phase. Une modélisation numérique en coordonnées cylindriques lD a été effectuée afin de prédire le comportement thermique du système sonde-matériau. Elle tient compte de l'importante variation de l'enthalpie et de la forte dépendance des autres caractéristiques thermophysiques à la température au cours du changement de phase. Une formulation en enthalpie a permis de s'affranchir du calcul de la position de l'interface solide-liquide. Des simulations ont été effectuées dans le but de déterminer les possibilités et les limites de l'identification de la conductivité. Ceci repose sur l'évaluation et l'étude des coefficients de sensibilité de la variation de température aux différents paramètres. Des thermogrammes calculés et bruités ont permis de mettre au point une méthode d'identification. Il s'agit de la méthode de minimisation de Gauss linéarisée (moindres carrés non linéaires au sens de l'estimation de paramètres) et modifiée de manière à supprimer les instabilités et les divergences dues à la forte corrélation des coefficients de sensibilité à la conductivité. Une expérimentation a été réalisée et la méthode a été testée sur un gel modèle eau-agar au cours du changement de phase
The capabilities of the thermal probe for determining the thermal conductivity have been studied in phase change materials. A numerical modeling in ID cylindrical coordinates has been performed in order to predict thermal behaviour of the probe-material system. Lt takes into account the important variation of specific heat. An enthalpy formulation suppres the need of calculating the solid-liquid interface position. Faisability and limits of the method have been obtained from simulations. Lt needs evaluation of sensitivity coefficients for all parameters. Calculated and noised thermograms have allowed to develop a modified Gauss minimisation method wich removes instability and divergence caused by linear dependence of sensivity coefficients. An experimental set up has been carried out and water-agar gel conductivity has been determined

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Rigacci, Arnaud. "Élaboration d'aérogels de silice monolithiques et étude des relations entre leur structure et leur conductivité thermique équivalente." ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0836.

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Abstract:

Dans le domaine du bâtiment, la recherche du confort thermique et le souci de minimisation des pertes de chaleur imposent l’amélioration des performances énergétiques des vitrages. C'est dans ce cadre que s'inscrivent les travaux menés depuis une quinzaine d’années sur le vitrage à aérogel de silice. A l’état monolithique, ce matériau offre en effet la remarquable particularité d'allier isolation thermique et transparence. La présente étude a pour but la connaissance et la compréhension de l'influence des paramètres d’élaboration sur les caractéristiques structurales et sur le comportement thermique de ce matériau. Ce travail pluridisciplinaire se scinde donc en trois parties interconnectées : la synthèse, la caractérisation structurale des produits obtenus et l’étude de leur conductivité thermique. Les aérogels étudiés sont élaborés selon un procédé breveté par les membres du pacte ademe (gélification en catalyse hf, dans l'éthylacetoacetate, à partir de prépolymères de TEOS et séchage dans les conditions supercritiques du co#2). Afin de balayer leur complexe structure, la caractérisation structurale fait appel à de nombreuses méthodes d'investigation complémentaires (meb haute résolution, microscopie de force atomique, diffusion des rayons x aux très petits angles, porosimétrie mercure, thermoporométrie a l'eau et adsorption de gaz). La conductivité thermique équivalente est mesurée grâce à la technique de la sonde à choc. Le processus de séchage en grand autoclave conduit à des monolithes de grande taille (13 13 cm#2) avec une assez bonne reproductibilité. Les résultats structuraux permettent d'une part, de proposer un modèle textural en filaments, et d'autre part, de mettre en évidence les influences respectives du taux d'hydrolyse du prépolymère et de sa fraction volumique en solution sur les diamètres des particules et des amas, les diamètres et volumes poreux ainsi que sur les surfaces spécifiques. Il apparaît que les conductivités thermiques mesurées sont entachées d'erreur de par un contact entre la sonde et les échantillons. L'application, dans la cellule de base représentative du monolithe, d'un modèle analytique conductif de type zeng, aboutit à un mode de correction des valeurs expérimentales. Il est alors montré que la conductivité thermique équivalente et la conduction solide apparente croissent avec la fraction volumique de précurseur en solution ainsi qu'avec le taux d'hydrolyse, alors que la conduction gazeuse apparente décroît.

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Juneau, Fecteau Alexandre. "Étude de la symétrie du paramètre d'ordre dans le supraconducteur à base de fer KFe[indice inférieur 2]As[indice inférieur 2]." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/72.

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Abstract:

Le supraconducteur à base de fer KFe[indice inférieur 2]As[indice inférieur 2] constitue une énigme en raison de la symétrie inusitée de son paramètre d'ordre. Contrairement aux autres supraconducteurs à base de fer, qui sont de symétrie s-wave, ce matériau semble partager la symétrie d-wave des cuprates comme YBCO. Le transport thermique est une sonde expérimentale très efficace pour déterminer la structure du paramètre d'ordre en révélant la présence de nœuds sur la surface de Fermi où le gap en énergie associé à la supraconductivité est nul. Ce mémoire présente des données de conductivité thermique obtenues dans KFe[indice inférieur 2]As[indice inférieur 2] selon les axes cristallins a et c et pour différentes orientations du champ magnétique. Les mesures couvrent un intervalle en température de 50 mK à 500 mK. La présence d'un terme résiduel linéaire k[indice inférieur 0] / T en champ nul indique la présence de nœuds. L'anisotropie de ce terme résiduel selon les directions a et c implique que les nœuds sont disposés sur des lignes verticales selon l'axe k[indice inférieur z] sur tous les feuillets de la surface de Fermi. Ce résultat suggère fortement un gap de symétrie d-wave. De plus, k[indice inférieur 0] / T n'est pas affecté par la variation du taux de diffusion dans des échantillons de puretés différentes. Cette propriété, appelée universalité de la conductivité thermique, est caractéristique des supraconducteurs de symétrie d-wave. Bien qu'une récente étude menée à l'aide de l'ARPES dans KFe[indice inférieur 2]As[indice inférieur 2] indique plutôt un gap s-wave, le calcul du comportement en champ magnétique de ce matériau à partir des valeurs du gap obtenues par l'ARPES est incompatible avec les données expérimentales de conductivité thermique. La dépendance en champ magnétique de la conductivité thermique est par ailleurs reproduite presque parfaitement par un modèle d-wave. Déterminer la symétrie du paramètre d'ordre du supraconducteur est crucial afin de comprendre le mécanisme d'appariement. À cet égard, KFe[indice inférieur 2]As[indice inférieur 2] offre la possibilité de faire le lien entre les deux grandes familles de supraconducteurs: les cuprates et les supraconducteurs à base de fer.

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Poulaert, Bernard. "Le matériau polymère : de l'isolant au conducteur thermique." Université catholique de Louvain, 1987. http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-02272009-120116/.

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Sirois, Philippe. "Estimation de la conductivité hydraulique des sables granitiques saturés." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25445.

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Abstract:

Dans la littérature, plusieurs auteurs ont défini des modèles permettant d’estimer la conductivité hydraulique des sols saturés. Un bon nombre de ces modèles sont basés sur le diamètre passé par 10% des particules (d₁₀) qui avec des paramètres caractérisant les pores du milieu poreux définit de manière indirecte le diamètre des pores effectifs du sol. D’autres modèles comme celui du modèle statistique de Marshall, de Kunze, de Millington et Quirk sont basés plus directement sur le diamètre des pores du milieu poreux. Tous les diamètres des pores présents dans le sol sont considérés dans le calcul. Ces modèles sont donc très proches de la réalité du comportement de l’écoulement de l’eau dans un sol. La présente étude portera donc sur l’estimation de la conductivité hydraulique à partir de la porométrie d’un sable granitique saturé de différentes granulométries provenant de la carrière PEB situé au Lac-Saint-Charles à Québec. La porométrie des sols à l’étude sera établie avec la courbe de rétention d’eau obtenue expérimentalement. Un montage sous translation d’axe constitué d’une cellule de type "Tempe-Cell" et d’un réservoir servant de collecteur sera utilisé. La conductivité hydraulique de sols saturés sera déterminée à partir des modèles statistiques de Marshall, de Kunze, de Millington et Quirk ainsi qu’avec le modèle suggéré par Garcia-Bengochea. Le modèle empirique de Hazen, le modèle semi-empirique de Kozeny-Carman et le modèle semi-empirique de Kozeny-Carman modifiée seront utilisés afin de comparer les résultats obtenus avec les résultats des modèles statistiques. Les résultats de cette étude montrent que la conductivité hydraulique estimée à partir du modèle statistique de Marshall et du modèle suggéré par Garcia-Bengochea représente bien la conductivité hydraulique obtenue expérimentalement des sables granitiques. Une équation pour corriger la conductivité hydraulique estimée pour les sables granitiques à partir du modèle Garcia-Bengochea est aussi suggérée. Basé sur les modèles d’estimation, le modèle Kozeny-Carman modifié basé sur le diamètre passé par 10% des particules estime le mieux la conductivité hydraulique des sols saturés à l’étude.

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Duverger, Eric. "Etude sous pression partielle d'oxygène et à haute température de l'évolution de la conductivité dans les structures pérovskites : application à l'étude de BaTiO3 pur et dopé en accepteur." Dijon, 1992. http://www.theses.fr/1992DIJOS031.

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Abstract:

Les propriétés du titanate de baryum sont fortement dépendantes de la qualité cristalline ainsi que de la nature et de la concentration des défauts ou impuretés introduits dans le réseau. Des traitements thermiques réducteurs sont également capables de changer assez fortement les propriétés photoréfractives de ce matériau. Dans ce dernier cas, c'est vraisemblablement la concentration en lacunes d'oxygène et les électrons associés qu'il faut invoquer pour interpréter les résultats. De nombreux auteurs se sont attachés à préciser les mécanismes réactionnels sans toutefois parvenir à en donner une explication satisfaisante, compte tenu du nombre réduit des défauts envisagés au cours des interprétations. C'est pourquoi, dans ce travail, il nous est apparu intéressant de développer un modèle théorique susceptible de donner une vision globale de la conductivité dans le titanate de baryum. La comparaison entre les résultats théoriques et expérimentaux a permis d'obtenir une vision relativement précise des phénomènes de conduction dans le titanate de baryum pur ou dopé en manganèse ou nickel.

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Azizi, Smail. "Conductivité thermique des matériaux poreux humides : mesure par méthode flash et interprétation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10014.

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Abstract:

La conductivité thermique des milieux poreux (au-delà de la détermination de la conductivité thermique des milieux hétérogènes) est fortement influencée par les effets d'évaporation-condensation. Étude d'un matériau granulaire (billes de verre) et d'un milieu consolidé (béton léger) sur une large gamme de températures et d'humidité

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Quelin, Xavier. "Caractérisation de la conductivité thermique d'un monocristal de polydiacétylène par effet mirage." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066216.

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Abstract:

Les méthodes photo thermiques sont basées sur la conversion de l'énergie lumineuse en énergie thermique. Quand la lumière incidente est modulée, l'analyse de la propagation de l'onde thermique dans le milieu étudié et dans les milieux adjacents apporte des informations sur les caractéristiques thermiques de l'échantillon. Dans ce travail, la technique utilisée pour analyser les champs de température estla de flexion photo thermique d'un faisceau laser sonde. Cette technique est appelée effet mirage. Elle présente l'avantage, par rapport aux méthodes conventionnelles, de pouvoir s'appliquer à des échantillons disponibles en petite quantité. Nous avons montré que cette méthode pouvait contribuer efficacement à étudier le transport de la chaleur dans des milieux anisotropes. C'est ainsi que nous avons déterminé le tenseur de conductivité thermique d'un monocristal de polydiacétylène. Certains diacétylènes polymérisent à l'état solide et permettent donc d'obtenir des monocristaux de polymère parfaitement ordonnes. Ce travail a donc contribué à caractériser certaines propriétés thermiques de l'un d'entre eux

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Fillion, Marie-Hélène. "Mesure de la conductivité thermique et de la perméabilité intrinsèque d'assemblages de cailloux." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25911/25911.pdf.

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Burger, Nicolas. "Amélioration de la conductivité thermique des résines époxy par incorporation de charges conductrices." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0183/document.

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Abstract:

L’industrie aéronautique et aérospatiale fait appel à des technologies de plus en plus avancées. Plus concrètement, dans certains matériaux tels que les panneaux de satellites, la dissipation de chaleur est une réelle problématique pour les ingénieurs, pour éviter une dégradation prématurée des matériaux. En d’autres termes, l’amélioration de la conductivité thermique de certains matériaux composites constituant un satellite est devenue un enjeu majeur. Ce travail de thèse a notamment permis d’étudier et de comprendre un peu plus en détails, les mécanismes de transfert thermiques par conduction. Plus précisément, certains paramètres, telle que l’influence des interfaces, la distance moyenne inter-particulaire ou toute modification dans la régularité d’une structure cristalline, se sont révélés être particulièrement préjudiciables pour améliorer la conductivité thermique. L’état de dispersion, la fonctionnalisation des charges ou les nanoparticules n’entraînent pas nécessairement une augmentation de la conductivité thermique, mais peuvent éventuellement impacter sur d’autres propriétés, telle que la conductivité électrique. En revanche, certains paramètres intrinsèques à la charge, telle que la taille des particules, le facteur de forme, la surface spécifique, la cristallinité ou la morphologie, sont essentiels pour améliorer la conductivité thermique d’un matériau à matrice polymère. Ce travail a également permis d’illustrer la complexité du mécanisme de conduction thermique, par l’intermédiaire des résultats obtenus et hypothèses formulées dans la suite de ce mémoire. Par ailleurs, dans le cadre de cette thèse, les matériaux considérés sont des composites à base de polymères époxy, très utilisés dans les applications spatiales. L’objectif de cette thèse est, avant tout, d’améliorer la conductivité thermique des résines époxy par incorporation de charges conductrices. Nous proposons également une étude originale, basée sur l’alignement et la structuration de charges conductrices, pour mettre en évidence l’importance de l’anisotropie sur la conductivité thermique. Plusieurs charges ont été étudiées, révélant le graphite et le graphène comme les charges les plus intéressantes. L’objectif industriel de cette thèse a ainsi été largement atteint, grâce à une étude approfondie de ces charges
Aerospace and Aeronautics applications require more and more high-performance technology. More specifically, in some advanced materials such as radiator panels in satellites, the heat dissipation is a real concern for engineers, in order to avoid any premature degradation or any other negative behavior of the material. Hence, improving the thermal conductivity of some satellite’s components has become an important issue. This PhD work helped us studying and understanding in details the heat transfer mechanisms by conduction. More precisely, some parameters, such as the influence of interfaces, the mean inter-particle distance or any modification in the linearity of a crystalline structure, were revealed to be pretty detrimental for improving the thermal conductivity. The dispersion state, fillers functionalizations or nanoparticles did not necessarily show an enhancement of the thermal conductivity, but could eventually impact on other properties, such as electrical conductivity. However, some intrinsic parameters of the filler, such as the particle’s size, the aspect ratio, the specific surface area, the crystallinity or the morphology of the filler, are essential to enhance the thermal conductivity of an epoxy-based material. This work allowed us to illustrate the complexity of the thermal conduction mechanisms, through the results obtained and the assumptions made in the following manuscript. Besides, in the context of this PhD work, the materials considered here are epoxy-based composites, widely used in satellites applications. The main objective of this work is therefore to improve the thermal conductivity of epoxy resins by incorporating thermally-conductive fillers. An original study is also proposed here, based on structured and aligned thermally-conductive fillers, in order to highlight the importance of the anisotropic aspect of thermal conductivity. Several fillers were then studied, revealing graphite and graphene as most interesting particles. The industrial objective of this PhD work has been amply achieved, through a thorough study of these particles

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Jadal, Mariam. "Conception et caractérisation d'un échangeur-stockeur composé d'un matériau à changement de phase dopé en conductivité." Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4008.

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Abstract:

La récupération de rejet thermique présente un enjeu important pour l’amélioration de l’efficacité énergétique et économique. Le stockage par chaleur latente présente une solution prometteuse pour synchroniser la production, avec la consommation. Nous nous sommes intéressés aux applications à cycles thermiques courts. Cependant les Matériaux à Changement de Phase (MCP) sont peu conducteurs. Un concept à base de paraffine et de Graphite Naturel Expansé (GNE) a été fabriqué et caractérisé. Le MCP possède une cinétique de cristallisation présentant deux transformations différentes. La fonction de cinétique de cristallisation de chaque transformation a été identifiée. La conductivité thermique plane et les résistance thermiques de contact ont été identifiées, en phase solide et liquide à l’aide d’un dispositif expérimental couplé à un modèle numérique développant une méthode inverse. Ensuite, le changement de phase d’une plaque et d’un cylindre encalpsulé d’aluminium a été modélisé numériquement en utilisant trois formulations de conservation d’énergie (méthode enthalpique, capacité thermique apparent, et de cinétique de cristallisation) et a été aussi validé expérimentalement. Une simulation 2D par éléments finis, associée à une méthode analytique d’un échangeur-tubulaire composé d’un réseau de plaques a été réalisée. Enfin, une étude de vieillissement d’une plaque unitaire et de plusieurs cylindres encapsulés a été réalisée et a permis de confirmer la stabilité thermique du matériau composite
The recovery of thermal waste is an important factor to improve the efficiency and economy of energy. Latent heat storage appears to be a promising solution of this problem and to synchronize the production and consumption of energy. We are interested in industrial applications with short thermal cycles. However, Phase Change Materials have low thermal conductivity. A concept based on paraffin and Expanded Natural Graphite (ENG) was manufactured and characterized. PCM has crystallization kinetics with two different transformations. The crystallization kinetics function of each transformation has been identified. The planar thermal conductivity, and the thermal contact resistance was identified in solid and liquid phases, using an experimental device coupled with a numerical model developing an inverse method. A phase change study of a plate and of an encapsulated aluminum cylinder was carried out using three energy conservation methods (enthalpy method, apparent specific heat, and crystallization kinetics), and experimentally validated. A 2D finite element simulation, associated with an analytical method was used for a tubular exchanger composed of a network of plate. Finally, an aging study of a single plate and encapsulated cylinders was carried out. The study confirms the thermal stability of the composite material

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Daon, Joffrey. "Matériaux d'Interface Thermique Nanostructurés." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC082/document.

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Abstract:

Dans le domaine de la microélectronique de puissance, les progrès de miniaturisation ne cessent de s’accroître. En effet, le nombre de composants par unité de surface a suivie durant de nombreuses années la loi de Moore. Cette évolution implique une augmentation de la densité d’énergie à évacuer sous forme de chaleur, ce qui rend le contrôle de la température de fonctionnement difficile et a pour effet de diminuer la fiabilité des systèmes électroniques.C’est pourquoi, le management thermique des matériaux d’interface thermique est indispensable pour pérenniser le bon fonctionnement des dispositifs de puissance dans leur environnement. L’utilité de ces matériaux est d’améliorer l’évacuation de la chaleur des composants électroniques vers le milieu environnant via un dissipateur thermique (radiateur, fluide caloporteur). Pour tenter de répondre à ces besoins, ce sujet de thèse est basé sur l’utilisation de nanotubes de carbone verticalement alignés, associée à des polymères fonctionnels. Les études se sont portées sur l’ensembledes résistances de contact existantes au sein d’un matériau d’interface thermique, depuis les nanotubes decarbone / Polymère / jusqu’au substrat de cuivre.L’optimisation des interactions est portée sur l’étude de différents polymères ayant la capacité d’engendrer des liaisons covalentes avec les nanotubes de carbone et avec le substrat de cuivre. L’intérêt de ces liaisons covalentes est d’améliorer le transfert de la chaleur via les phonons. Enfin, l’augmentation de la conductivité thermique intrinsèque des polymères est envisagée.Concernant les résultats obtenus, il apparait une nette diminution de chacune des résistances de contact étudiées. Afin de mieux comprendre ces résultats, des études de ces interfaces in-situ ont été réalisées
With progress in microelectronics, the miniaturization of devices is a current issue and the component density on a device follows Moore’s law. As a consequence the power density reaches levels that challenge device reliability. New heat dissipation strategies are needed to efficiently drain heat.Thermal interface materials (TIMs) are used to transfer heat across interfaces, for example between the device and its packaging. However, to meet microelectronics requirement, commercials TIMs still need to be highly thermally conductive.In order to achieve these requirements, this work is focused on the use of vertically aligned carbon nanotubes (VACNTs) and functional polymers. All thermal contact resistances existing in TIMs, from VACNTs / Polymer / to substrate are studied.Interaction optimizations are based on the study of different polymers which are specially designed to develop covalent bonding with the CNTs sidewalls and/or metallic surface. The interest of these covalent bondings is to improve the thermal transfer by phonons. Finally, the increase of the intrinsic thermal conductivity of the polymer is considered.Regarding the results, a decrease of all thermal contact resistances is shown. In order to have a better understanding of these results, the thermal interfaces obtained are analyzed in situ

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Prevost, Marie-Anne. "Etudes de nouvelles céramiques pour barrière thermique." Paris 6, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00809130.

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Abstract:

Ce travail se place dans le cadre de la recherche de céramiques susceptibles de fonctionner à plus hautes température que la zircone yttriée, le système le plus employé actuellement pour constituer la couche isolante des barrières thermiques de turbines, aéronautiques ou terrestres. Une analyse des critères auxquels doit répondre une telle céramique a conduit à choisir la famille des perovskites, et, en conclusion de calculs de conductivité thermique par dynamique moléculaire, à sélectionner BaMg1/3Ta2/3O3 (BMT), un composé dont le point de fusion est supérieur à 2900°C. Un mode d’élaboration par voie solide a été développé pour obtenir cet oxyde sous forme dense. En guise de référence, des matériaux denses de zircones yttriées complètement stabilisées ont également été élaborés. Ces deux oxydes ont ensuite été caractérisées expérimentalement : structure par diffraction de rayons X, conductivité thermique jusqu’à 1200°C à partir de la mesure de la diffusivité thermiques par méthode flash laser, coefficient de dilatation entre 200 et 1200°C. Une étu de du gravage thermique de joints de grains, avec suivi par microscopie à force atomique du profil de joints après traitements entre 1100°C et 1400°C, a permis dans certains cas de déterminer le coefficient de diffusion en surface. Il ressort de cette étude que, si la perovskite BMT possède un ensemble de propriétés intéressantes pour constituer une barrière thermique : stabilité structurale, conductivité thermique à 1200°C du même ordre que celle de la zircone yttriée (autour de 2 W. M-1. K-1), coefficient de dilatation élevé (11. 10-5 /K entre 200 et 1200°C), des phénomènes de sublima tion sont susceptibles de perturber la stabilité de couches à très hautes températures.

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Filali, Mohamed. "Conductivité thermique apparente des milieux granulaires soumis à des contraintes mécaniques : modélisation et mesures." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2006. http://oatao.univ-toulouse.fr/7454/1/filali.pdf.

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Abstract:

Dans un milieu granulaire, la répartition des contraintes mécaniques suit un réseau de forces hétérogènes incluant des effets de redistribution vers les parois. La mesure de cette distribution est difficile à réaliser en 3 dimensions. La conductivité thermique apparente du milieu dépend de l'aire de contact entre les grains de la porosité. Il s'agit alors de mettre en évidence une dépendance entre ces deux volets en établissant une loi qui lie la conductivité thermique apparente et les contraintes mécaniques. Une première partie de cette thèse met en évidence l'influence de contraintes mécaniques sur la conductivité thermique apparente d'un lit de poudre, par des mesures sur des petits volumes (compacts) par la méthode du Hot disk; Ces expériences sont ensuite validées par un modèle développé au cours de ce travail qui peut calculer la variation de la conductivité thermique en fonction des contraintes mécaniques. ABSTRACT In a granular medium the distribution of the mechanical constraints follows a network of heterogenous forces, including redistribution effects towards the walls. The measurement of this distribution is difficult to realize in 3 dimensions. The apparent thermal conductivity of the medium depends on the contact area between the grains of porosity. A manner of highlighting a dependence between these two shutters consists in establishing a law which binds apparent thermal conductivity and the mechanical constraints. A first part of this thesis highlights the influence of mechanical constraints on the apparent thermal conductivity of a powder bed, by measurements on small volumes (compact) by the traditional method of Hot disk. These experiments are then validated by a model developed during this work which can calculate the variation of thermal conductivity according to the mechanical constraints.

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Berton, Jean-Philippe. "Analyse de la périphérie du combustible nucléaire à fort taux de combustion : étude du mono-uranate de césium, C2UO4." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0133.

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Abstract:

Le césium est l'un des plus importants produits de fission aussi bien dans les crayons combustibles des réacteurs à eau pressurisée que dans ceux des réacteurs rapides. Dans les conditions normales de fonctionnement, il migre axialement et radialement et peut se combiner avec le combustible pour former des composés du système Cs-U-0. Ce travail étudie d'abord la stabilité thermique et la compatibilité chimique du monouranate de césium dans les conditions du réacteur. La synthèse du monouranate de césium (Cs2UO4) a ensuite été réalisée et des essais de stabilité thermique en absence d'oxygène ont été effectués et ont montré la stabilité du Cs2UO4 jusqu'à au moins 800°C à l'aide d'analyses aux rayons X et de la thermogravimétrie. Il se décompose en Cs2U207 et Cs20 à 800 °C. Des essais de densification de la poudre de Cs2UO4 ont permis ensuite d'obtenir des pastilles à 90% de la densité théorique. Des mesures de dilatation thermique et de conductivité thermique ont permis d'établir des relations simples de la dilatation et de la conductivité thermique du mono-uranate de césium en fonction de la température. A partir d'essais en compression simples, d'essais cyclés de chargement-déchargement et d'essais de fluage, les principales tendances des propriétés mécaniques du mono-uranate de césium ont été identifiées. La mise en évidence du comportement visco-plastique du mono-uranate de césium au-delà de 400°C conduit à penser que sous l'effet des sollicitations mécaniques et thermiques, ce composé d'interface pourrait pénétrer les fissures et participer ainsi à une meilleure distribution des contraintes azimuthales sur la gaine pendant un transitoire de puissance
Caesium is one of the most abundant fission product of thermal and fast reactor. Under reactor operating conditions, it migrates to the periphery of the cylindrical fuel pellets and reacts with uranium dioxide to form caesium uranates. This work first determines the thermal stability and chemical stability of Cs2UO4. Caesium uranate was prepared by heating a mixture of caesium carbonate and U3O8 in air at 943°K. The reaction product was characterised by X-ray diffraction and was chemically stable up to about 1073°K in inert atmosphere. The decomposition into Cs2U2O7 and Cs20 was investigated by thermogravimetry and X-ray analysis. Cylindrical pellets prepared by pressing (hot pressing) the caesium uranate powder to 90% of the theoritical density, were used to give simple relations for the thermal conductivity and the expansion coefficient versus temperature. The samples have been tested in a mechanical testing machine in order to get the principal tends of the mechanical properties of cesium mono-uranate. The results obtained so far improve the knowledge of the mechanical properties of the caesium uranate. Lt can be anticipated that the visco-plasticity of caesium uranate is high enough to ensure a more favourable distribution of the mechanical stresses at the pellet periphery during power ramp

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Ziaiifar, Aman Mohammad. "Mécanisme d'imprégnation en huile au cours de friture." Paris, AgroParisTech, 2008. http://www.theses.fr/2008AGPT0084.

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Abstract:

Cette recherche a été menée pour mieux comprendre l'imprégnation en huile pendant la friture profonde. La teneur en matière grasse élevée est une des caractéristiques critiques des produits frits. Malgré des efforts des scientifiques, les produits frits contiennent encore une quantité considérable de matière grasse. De nombreuses études expérimentales ont été réalisées afin de mettre en évidence par quels mécanismes, où et quand l'imprégnation en huile se passe lors du procédé de friture. Dans un premier temps, l'effet du développement des pores sur la prise d'huile a été étudié. L'influence des propriétés physiques de l'huile adhérée en surface du produit sur cette prise a été ensuite examinée. À la fin, les conductivités thermiques effectives des différentes régions du produit (la croûte et le coeur) et leurs effets sur le transfert de chaleur ont été examinés. Les pommes de terre ont été découpées en forme rectangulaire et frites à différentes températures (140, 155, 170 et 185°C). Un appareil de Lees modifié a été utilisé avec succès pour déterminer la conductivité thermique des échantillons frits. Les résultats ont montré que la teneur en huile augmente en diminuant la température de 185 à 140°C. La porosité augmente pendant la friture à cause de l'évaporation forte de l'eau génératrice des pores. Cependant, elle commence à diminuer au cours de la période de refroidissement en raison du remplissage des pores par l'huile et du phénomène de l'effondrement. Au cours de la période de refroidissement, lorsque la température d'huile en surface a tendance à diminuer, la tension interfaciale et la viscosité d'huile augmentent entraînant une teneur en huile plus élevée. Les différentes régions du produit (le coeur et la croûte) ont montré différents comportements au niveau de la conductivité thermique. Les modifications physico-chimiques du produit qui ont lieu au cours de la friture influent la conductivité thermique de ces régions. Au niveau du coeur, la gélatinisation d'amidon qui a lieu pendant les premières minutes de la friture (3 min), entraîne une augmentation de la conductivité thermique, tandis que la perte en eau qui commence après cette période diminue la conductivité thermique. Au niveau de la croûte, la conductivité thermique diminue avec le temps de la friture en raison de la perte en eau et la formation d'une structure poreuse
This research was performed to better understand the oil absorption during deep-frying. High oil content in fried products is one of the major issues making them unsuitable for daily consumption. In spite of all research efforts, fried products still contain significant amounts of oil. Experimental studies were performed in order to show by which mechanisms, where and when the oil absorption takes place during frying process. At first, the effect of pore development on the oil uptake was studied. The physical properties of adhered oil at the surface of product on this uptake were then studied. Finally, the effective thermal conductivity of crust and core regions and their effect on heat transfer were investigated. Potatoes were cut into rectangular shapes and fried at different oil temperatures (140, 155, 170, and 185 C). An improved Lees apparatus was successfully used to determine the effective thermal conductivity of fried samples. Results showed that the oil uptake increases as the oil bath temperature decreased from 185 to 140‹C. During the frying period, the porosity increases due to forceful water evaporation and pore formation. However, during the cooling period, it starts to decrease as a result of the absorbed oil implanted in the pore spaces and collapse phenomenon. During the cooling period, when the surface oil temperature tends to decrease, the adhered oil interfacial tension and viscosity increase, resulting in more oil absorption. The different regions of product (core and crust) showed different thermal conductivity behaviours. The physico-chemical changes of product which occur during frying influence the thermal conductivity at these regions. In the core region, the starch gelatinization, taking place during the first minutes of frying (3 min), causes an increase in core thermal conductivity; while the moisture loss which starts after 3 min of frying decreases thermal conductivity. In the crust region, the thermal conductivity decreases with frying time due to moisture loss and formation of a porous structure

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David, Laurent. "Développement de la microscopie thermique à sonde locale pour la détermination de la conductivité thermique de films minces : application aux céramiques pour le nucléaire." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0065/these.pdf.

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Abstract:

Afin de comprendre et de caractériser les phénomènes de transport de l'énergie thermique aux échelles micro- et submicro-métriques, la microscopie thermique à sonde locale (Scanning Thermal Microscopy : SThM) est prometteuse. Basée sur l’analyse de l’interaction thermique entre une sonde chauffée et un échantillon, elle offre la possibilité de sonder la matière au niveau de volumes de taille micrométrique. Ce travail concerne plus particulièrement l’étude de la conductivité thermique de films minces. Nous proposons un nouveau modèle de prédiction de la mesure. Celui-ci permet non seulement l’étalonnage de la méthode pour la mesure de la conductivité thermique de matériaux massifs mais également de préciser le couplage thermique sonde – échantillon ainsi que d’estimer, à partir de son inversion, la conductivité thermique de films minces. Cette nouvelle approche de la mesure a permis la détermination de la conductivité thermique de films minces de silicium mésoporeux d’épaisseurs micro- et submicrométriques. Pour les épaisseurs de films plus faibles, nous apportons de nouvelles données. Notre modèle a permis une meilleure définition de la résolution en profondeur de l'appareil. Nous avons également développé la technique par la mise sous vide du SThM. Nos premiers résultats sont encourageants et valident la description du couplage utilisé dans notre modèle. Notre méthode a été appliquée à l'étude de céramiques envisagées dans la composition de futurs combustibles nucléaires. Du fait des limitations du SThM, des mesures ont également été entreprises avec un microscope thermique à photoréflectance. Nos résultats permettent de proposer une première estimation de la dégradation de la conductivité thermique, provoquée par une irradiation aux ions lourds, des céramiques considérées
Ln order to understand and characterize the phenomena of transport of thermal energy at microscopie and submicroscopic scales, Thermal Scanning Probe Microscopy (SThM) is promising. Based on the analysis of the thermal interaction between an heated probe and a sample, it permits to probe the matter at the level of micrometrie size in volumes. This work more particularly relates to the study ofthin films thermal conductivity. We propose a new modelling of the prediction of measurement. This model allows not only the calibration of the method for the measurement of bulk material thermal conductivity but also to specify and to better describe the probe - sample thermal coupling and to estimate, from its inversion, thin films thermal conductivity. This new approach of measurement has allowed the determination of the thermal conductivity of micrometrie and submicrometric thicknesses of mesoporeux silicon thin film. For the lower thicknesses of film, we give new data. Our mode] has allowed a better definition of the in-depth resolution of the apparatus. We also developed the technique by the vacuum setting of SThM. Our first results are encouraging and validate the description of the coup ling used in our model. Our method was applied to the study of ceramics under consideration in the composition of future nuclear fuels. Because of the limitations of SThM in terms of sensitivity to thermal conductivity and in-depth resolution, measurements were also undertaken with a modulated thermoreflectance microscope. Our results permit to propose a first estimate of the degradation of the thermal conductivity, caused by an irradiation with energy heavy ions, of the ceramics considered

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Ben, amor Aymen. "Investigations expérimentales du transport thermique et électronique dans des nanofils hétérostructurés 3C/2H." Thesis, Bordeaux, 2021. http://www.theses.fr/2021BORD0113.

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Abstract:

Ce projet de recherche présente une exploration expérimentale des propriétés thermique, électrique et thermoélectrique de nanofils de Si et Ge hétérostructurés 3C/2H. Ces nanofils étudiés sont fabriqués par le Centre de Nanosciences et Nanotechnologies de l’Université de Paris-Saclay, grâce à une méthode originale permettant de créer des transformations de phase dans ces nanofils. Il en résulte une hétérostructure 3C/2H le long des nanofils avec des interfaces abruptes, laissant espérer une réduction significative de leur conductivité thermique, sans altérer significativement leurs propriétés électroniques. Tout d’abord, nous avons montré la forte dépendance de diamètre sur le transport thermique de tels nanofils hétérostructurés. Ensuite, la température de recuit lors de la transformation de phase, qui influence la taille et le nombre de domaines 2H, peut constituer un paramètre efficace pour réduire la conductivité thermique. Cette étude constitue la première preuve expérimentale d'une conductivité thermique réduite dans de tels types de nanofils. Enfin, afin d'évaluer les propriétés électrique et thermoélectrique des nanofils, un prototype original d'imagerie a été développé durant ce projet de thèse. Ce prototype permet l'imagerie simultanée et en temps réel des conductivités thermique et électrique et du coefficient Seebeck à l'échelle nanométrique
This research project presents an experimental exploration of thermal, electrical and thermoelectric properties of 3C/2H heterostructured Si and Ge nanowires. These studied nanowires are made by the Center for Nanosciences and Nanotechnologies of the University of Paris-Saclay, thanks to an original method which allows the creation of phase transformations in these nanowires. This results in a 3C/2H heterostructures along the nanowires with abrupt interfaces, giving hope for a significant reduction in their thermal conductivity without significantly altering their electronic properties. First, we showed the strong diameter dependence on thermal transport in such heterostructured nanowires. On the other hand, the annealing temperature during the phase transformation, which influences the size and the number of 2H domains, can constitute an effective parameter for reducing thermal conductivity. This study constitutes the first experimental evidence of reduced thermal conductivity in such types of nanowires. Then, with the aim of evaluation the electrical and thermoelectric properties of nanowires, an original prototype was developed during this thesis. This prototype allows simultaneous and real-time imaging of thermal and electrical conductivities and the Seebeck coefficient at the nanometric scale

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Jeancolas, Antoine. "Étude expérimentale et modélisation micromécanique du comportement de composites hybrides : optimisation de la conductivité thermique." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0285/document.

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Abstract:

L’augmentation de la puissance électrique des composants électroniques pose le problème de la dissipation de la chaleur générée. Les boîtiers électriques doivent permettre la dissipation de cette chaleur en conservant une isolation électrique. La solution retenue pour évacuer la chaleur par transfert thermique consiste en matériaux composites dont les renforts par leur structuration vont améliorer la conductivité thermique. Des composites à matrice polymère ont été choisis pour leur aptitude de mise en forme. La conductivité thermique et l’isolation électrique sont assurées par des charges céramiques. Les méthodes d’homogénéisation donnent des pistes d’amélioration du comportement de composites en fonction des propriétés de leurs constituants, de leur géométrie et de leur distribution. Elles fournissent ainsi une formulation optimisée de matériaux répondant à certaines caractéristiques issues de cahiers des charges émanant du partenaire industriel (Institut de Soudure). La conductivité thermique attendue des composites impose une forte fraction volumique de charges pour compenser le caractère isolant de la matrice polymère. Des méthodes d’homogénéisation ont été développées pour prédire la conductivité thermique effective pour de forts taux de charges (supérieur à 20%) et des contrastes élevés de conductivité thermique. La présence d’une interphase provenant d’incompatibilités fortes entre les composants doit également être modélisée
The increase of electronic components in the integrated circuits and the required electrical power set the question of the dissipation of the heat generated. The electrical box must favor the heat dissipation while maintaining electrical insulation. The solution chosen to transfer the heat is to develop composite materials whose reinforcements by their structure will improve the thermal conductivity. Polymer-based composite materials were chosen for their building ability. Thermal conductivity and electrical insulation are insured by ceramic reinforcements. The homogenization methods allow to improve the composites’ design according to the properties of their constituents, their geometry and their distribution. They thus provide an optimized formulation of materials satisfying the characteristics emanating from the industrial partner (‘Institut de Soudure’). The expected thermal conductivity of the composites imposes a high volume fraction of reinforcements to counterbalance the insulating polymer matrix. Homogenization methods have been developed to provide predictions of effective thermal conductivity for high (greater than 20%) reinforcement rates and high thermal conductivity contrasts. The presence of an interphase resulting from strong physico-chemical incompatibilities between the components must also be modeled

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Ruellan, Jérémie. "Conception, fabrication et caractérisation d'un capteur de conductivité thermique à base de nanofils de silicium." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY025/document.

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Abstract:

Les nanofils semiconducteurs sont aujourd’hui le sujet de nombreuses recherches pour leurs propriétés physiques intéressantes. S’appuyant plus spécifiquement sur les propriétés thermiques des nanostructures, l’objectif de cette thèse est de démontrer la faisabilité d’un capteur de conductivité thermique conçu à partir de nanofils de silicium pour des applications en tant que jauge Pirani ou détecteur de gaz. Le travail réalisé aborde les questions posées par la réduction de taille des objets telles que l’augmentation du bruit ou la conduction thermique en régime de raréfaction et élabore des solutions à ces problématiques. Le manuscrit aborde l’ensemble des étapes nécessaires à la réalisation d’un capteur, à savoir la conception des dispositifs, s’appuyant sur une étude détaillée du comportement physique des objets utilisés, la fabrication sur plaque 200mm de ces capteurs par la salle blanche du CEA-Leti en ayant recours aux techniques classiques de la microélectronique et enfin leur caractérisation en tant qu’instrument de mesure de pression (jauge Pirani) ou en tant que capteur de concentration de gaz. Le travail réalisé s’intègre dans un projet plus global de réalisation d’un système de détection de gaz portatif pour l’analyse de l’air ou de l’eau
Semiconducting nanowires are nowadays the topic of numerous research for their interesting physical properties. Relying more specifically on the thermal properties of nanostructures, the purpose of this thesis is to demonstrate the feasibility of a thermal conductivity detector based on silicon nanowires for pressure sensing (Pirani gauge) or gas detection. The work presented herein addresses the questions raised by the reduction of the objects size such as the increase of the noise or the thermal conduction in a rarefied gas and tries to bring a solution to those problematics. This work deals with all the steps required for the realization of such devices. That is, the design and simulation of the sensor, based on a detailed study of the physical behavior of the objects, the fabrication of such devices on 200mm wafers by the CEA-Leti cleanroom using standard microelectronics processes and finally their characterization as a pressure sensor and gas detector. The work presented here is part of a wider project that aims at developing of a portable gas detection system for air or water analysis

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Vergne, Bruno. "Mise en forme de composites nanotubes de carbone/alumine et modélisation de leur conductivité thermique." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/a8757fd1-fa58-4fb7-aa6b-b7e8f1f46286/blobholder:0/2007LIMO4032.pdf.

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Abstract:

En conjuguant l'importante conductivité thermique longitudinale des NanoTubes de Carbone (NTC) et leur très grand facteur de forme, nous avons travaillé à la réalisation de composites alumine/NTCs à haute conductivité thermique, pour un faible taux de NTC. De tels composites pourraient alors être utilisés dans la fabrication de drains thermiques pour l'électronique de puissance, qui seraient alors directement ajouter au substrat céramique en alumine. Le seuil de percolation atteint pour une faible fraction volumique de NTC, devrait en effet permettre à ces composites de conserver un coefficient d'expansion thermique proche de celui de l'alumine, afin de ne pas dégrader le contact entre le drain thermique et le substrat en alumine. Des recherches sur les formulations de suspensions alumine/NTC ont été menées et ont conduit, après mise en forme et frittage, à des composites à peu près homogènes. En comparaison avec de l'alumine corindon pure, nous avons mesuré une amélioration nette de la conductivité électrique de ces composites en fonction de la fraction volumique de NTC introduite. Toutefois, la conductivité thermique mesurée des composites NTC/alumine décroît quant à elle, lorsque la fraction volumique en NTC augmente. L'élaboration d'un modèle numérique basé sur un modèle analytique simple, a permis de prédire quantitativement cette chute de conductivité thermique, en prenant en compte les résistances thermiques de contact présentes aux interfaces NTC/NTC et NTC/alumine
Due to the very high thermal conductivity and aspect ratio of Carbon NanoTubes (CNT), their introduction in alumina matrices, even in low amounts, is expected to improve the thermal conductivity of the resulting composites. Such composites could then be used to manufacture thermal sinks for high power electronic circuits, provided that the coefficient of thermal expansion keeps a value close to that of alumina in order to get an intimate contact between the substrate and its sink. Researches on the formulation of alumina/CNT suspensions were carried out and led, after shaping and sintering, to quite homogeneous composites. In comparison with pure alumina, although a great improvement of the electrical conductivity of composites was recorded as early as a few vol. % of CNT were added, an opposite trend was observed for the thermal conductivity. We showed that the decrease of the thermal conductivity can not be caused only by the lowering of the relative density of the material. The refinement of simple computing model, taking into account the thermal resistances at the CNT/matrix and CNT/CNT interfaces, allowed to predict almost quantitatively this thermal conductivity loss

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Kiryukhina, Kateryna. "Pâtes à braser à base d'oxalate d'argent pour applications électroniques fortement dissipatives : de l'intérêt des particules nanométriques issues de la décomposition de l'oxalate d'argent." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/3081/.

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Abstract:

Dans le domaine de la micro-électronique hyperfréquence nouvelle génération, les technologies de fabrication des transistors pour amplification de puissance ont fait une percée remarquable, avec des performances permettant d'accroitre le gain de puissance d'un ordre de grandeur par rapport aux solutions actuelles. Cette augmentation s'accompagne d'un dégagement de puissance thermique et les matériaux utilisés actuellement pour le report des puces ne permettent pas de tirer pleinement profits de ces composants à cause de leurs propriétés thermiques limitées. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les travaux de cette thèse, qui présente le développement d'un nouveau matériau de report de puce à forte conductivité thermique, mis en œuvre en dessous de 300°C et sous faible pression. Cette méthode tire notamment son originalité de l'utilisation d'un précurseur chimique, l'oxalate d'argent, et de la création transitoire de nanoparticules d'argent au sein même de la brasure, évitant ainsi leur manipulation. Mots-clés: oxalate d'argent, argent, nanoparticules, électronique de puissance, conductivité thermique, spatial Title: Silver oxalate-based solder paste for high power electronic applications: on the interest of nanometric particles formed during silver oxalate decomposition
In the field of new generation power electronic devices, transistor manufacturing technologies made a spectacular breakthrough, with properties that enable to increase the output power by ten, in comparison to currently used solutions. This rise is accompanied by a heat release and currently used die-attach materials, with limited thermal properties, don't enable taking full advantage of these new components. Within this context, this thesis presents the development of a new high thermal conductivity interconnection material, processed under 300°C and a low pressure. This method finds its originality in the several aspects, such as the use of a chemical precursor, silver oxalate, and the transitional creation of silver nanoparticles inside the solder itself, enabling to avoiding their direct handling

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Djeran-Maigre, Irini. "Etude des diffusions thermique et hydraulique dans une argile soumise à un champ de température." Marne-la-Vallée, ENPC, 1991. http://www.theses.fr/1991ENPC9108.

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Abstract:

La conductivité thermique des roches argileuses est un paramètre essentiel qui conditionne la diffusion de température et de pression interstitielle dans un massif soumis à un chargement thermique. Grâce à une expérience de laboratoire sur modèle réduit, qui permet de garantir la qualité et la représentativité des conditions aux limites, on montre que cette conductivité thermique peut dépendre de la température dans un sens non favorable à l'évacuation de la chaleur. Par ailleurs, on établit que les mouvements de l'eau interstitielle se produisent de la source chauffante vers l'extérieur mais restent de faible amplitude. Un modèle simple de milieu poreux permet de rendre compte des observations et d'illustrer les effets de la variation de la conductivité sur le comportement d'un massif soumis à un chargement thermique. Enfin, par des outils numériques développés spécialement, on examine l'incidence des particularités des modèles proposés sur le comportement thermohydromécanique d'ouvrages de géométrie simple soumis à des chargements thermiques donnés
The thermal conductivity of clays is the fondamental parameter which governs the thermal diffusion and the pore pressure of the rock mass under thermal loading. Experiments have been untertaken in a reduced model, respecting representative boundary conditions. They show that the thermal conductivity depends on temperature in an unfavorable sense to the decrease of heat. On the other hand, the outflow of pore water, from the source to the exterior, has a low amplitude. A simple model of porous medium allows the observations and illustrates the effects of the variation of conductivity on the behaviour of rock mass. Finally, thanks to the numerical formulations specially developed, we examine the incident of the particularities of proposed models on the thermohydromechanical behaviour of geometricallysimple structures subjected to a given thermal loading

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Préaud, Sébastien. "Oxydes thermoélectriques à structures complexes." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASS101.

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Abstract:

Les oxydes InGaO₃ (ZnO)m sont des composes homologues à structure cristalline lamellaire, appartenant à une famille plus larges, les semi-conducteurs transparents (TCO). Cette famille de matériaux trouve son plus grand nombre d’applications dans les écrans d’affichage sous forme de films minces à l’instar d’In₂O ₃ dopé à l’étain, mais ce sont également des bons candidats pour des applications en thermoélectricité. A l’heure actuelle, très peu de matériaux thermoélectriques sont résistants à l’oxydation à haute température, la recherche de nouveaux matériaux est donc une nécessité. L’objectif de cette thèse est d’étudier les synthèses et les propriétés thermoélectriques des composés InGaO₃ (ZnO)m. Pour cela, deux types de synthèses couplées à la méthode d’aide à la densification par Spark Plasma Sintering ont été utilisés : la synthèse par voie solide et la synthèse sol-gel de type Pechini. Toutes deux ont permis d’obtenir les composés InGaO₃ (ZnO)m (m=1-7,9) monophasés et denses avec des températures plus faibles et dans des conditions moins coûteuses que celles décrites dans la littérature. Les mesures de conductivité thermique ont mis en évidence des valeurs de l’ordre de 1,5 W.m⁻ ¹ K⁻ ¹ ce qui est significativement plus faible que pour les autres composés de la famille des TCO. Enfin, plusieurs essais de dopages ont été réalisés (Ti, Hf, Zr, Sn, Al), mais aucun n’a permis d’obtenir des valeurs de conductivité électronique suffisantes pour des applications
InGaO₃ (ZnO)m oxides are homologous compounds with lamellar crystalline structures, and are part of a larger group of semiconductors named TCO (Transparent conductive oxides). This family of materials find most of its applications as thin films in displays screens like tin-doped In₂O₃ (ITO), but they are also good candidates for thermoelectric (TE) applications. To date, very few TE materials are resistant in oxidising conditions at high temperature and therefore the search for new materials is needed. The aim of this thesis is to study the synthesis and the thermoelectric properties of InGaO₃(ZnO)m compounds. Two types of synthesis coupled with Spark plasma sintering densification method were used: the solid state synthesis and the Pechini-type sol-gel synthesis. Both synthesis type lead to dense single phase InGaO3(ZnO)m compounds (m=1-7, 9) at lower temperatures and lower cost than the one described in the literature. The thermal conductivity measurements of the samples have low values of the order of 1,5 W.m⁻ ¹ K⁻ ¹, which is significantly lower than the values exhibited by other compounds of the TCO family. Last, several doping tests were performed (Ti, Hf, Zr, Sn, Al), but none lead to electrical conductivity values satisfying the minimum benchmark for applications

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René, De Cotret Samuel. "Évolution des quasiparticules nodales du cuprate supraconducteur YBa[indice inférieur 2]Cu[indice inférieur 3]O[indice inférieur y] en conductivité thermique." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6600.

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Abstract:

Ce mémoire présente des mesures de conductivité thermique sur les supraconducteurs YBCO et Tl-2201 afin de statuer sur la présence possible d'un point critique quantique (QCP) dans le diagramme de phase de cuprates. Ce point critique quantique serait à l'origine de la reconstruction de la surface de Fermi, d'un large cylindre de trous en de petites poches de trous et d'électrons. La conductivité thermique dans le régime T [arrow right] 0 permet d'extraire une quantité purement électronique liée aux vitesses de Fermi et du gap, au noeud. Une discontinuité dans cette quantité pourrait signaler la traversée du dopage critique qui reconstruit la surface de Fermi. Plusieurs sondes expérimentales distinguent une transition de phase ou un crossover à T * à température finie. D'autres sondes mettent en évidence une transition de phase sous l'effet d'un champ magnétique. La présence ou non de cet ordre, à température et champ magnétique nul questionne la communauté depuis plusieurs années. Dans cette étude, nous détectons une variation brusque de ?0 /T à p = 0.18 dans YBCO et à p = 0.20 dans Tl-2201. Ces sauts sont interprétés comme un signe de la transition à température nulle et sont en faveur d'un QCP. Le manque de données d'un même matériau à ces dopages ne permet pas de valider hors de tout doute l'existence d'un point critique quantique. Le modèle théorique YRZ décrit aussi bien les données de conductivité thermique. Des pistes de travaux expérimentaux à poursuivre sont proposées pour déterminer la présence ou non du QCP de façon franche.

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Mishra, Ketaki. "From the determination of thermal properties of fibers to multiscale modeling of heat transfer in composites." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT4047.

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Abstract:

La prédiction de la conductivité effective des composites nécessitent des informations aux petites échelles et le développement de modèles pertinents. Dans notre travail, la méthode 3ω est utilisée pour estimer la conductivité thermique axiale et radiale ainsi que la capacité thermique volumique de fibres de carbone. En utilisant des modèles analytique et numérique, une analyse de sensibilité est effectuée pour choisir une plage de fréquence de travail appropriée. Une source de courant constante sur la méthode 3ω utilisé pour mesurer la conductivité thermique de chromel et de fibres de carbone de type FT300B et FT800H. Les conductivités thermiques axiales estimées sont en accord avec les valeurs de la littérature. La conductivité thermique radiale estimée pour la fibre de carbone FT300B est 10 fois inférieure à la valeur axial et affiche une incertitude bien plus incertitude bien plus grande en raison de faibles coefficients de sensibilité La conductivité thermique effective a été calculée à l’aide d’une technique d’homogénéisation pour des microstructures avec des carrées uniformes (100 fibres) et bandes de composites (700 fibres). Un modèle thermique 3D est développé pour la simulation de la dépose de bandes chauffées par une source laser dans placement automatique de fibres (AFP). Des maillages adaptés aux microstructures des bandes Solvay et Suprem sont générés. La distribution de la source de chaleur dans le composite au cours de sa fabrication a été calculée. Son influence sur la distribution de la température montre une forte inhomogénéité de la température à l'intérieur de la bande. La température moyenne calculée est comparée aux résultats expérimentaux. Les résultats confirment le besoin de modèles continus spécifiques
The prediction of effective thermal properties of composite requires information at small scale and also appropriate numerical 3D models able to account explicitly the local distribution of fibers. In our work, the 3ω method is used for estimating the axial and radial thermal conductivities and volumetric heat capacity of single carbon fiber. Using analytical and numerical models, a sensitivity analysis is performed for choosing a proper frequency range. A constant current source with differential and lock-in amplifiers are used to measure the thermal conductivity of chromel, and FT300B, FT800H carbon fibers. The measured axial thermal conductivities are in good comparison with the literature values. The estimated radial thermal conductivity of FT300B carbon fiber is 10 times lower than the axial one and shows much larger confidence band due to smaller. sensitivity coefficients. The computation of the effective thermal conductivity by homogenization technique is done for uniform square cell microstructures (100 fibers) along with composite tapes (700 fibers). The effective properties of tapes are interesting for advanced manufacturing techniques such as Automated Fiber Placement (AFP). A 3D thermal model is developed for the tapes heated by a laser source. Meshes in resemblance to the multiple microstructures of Solvay and Suprem tapes are generated. The heat source distribution within the composite during manufacturing is presented and the temperature distribution shows a strong inhomogeneity of the temperature inside the tape. The calculated average temperature is compared with the experimental results. Results confirm the need for specific continuous models

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Kadiebu, Kandolo Stéphanie. "Elaboration d'éléments de support dans des dispositifs thermoélectriques multicouches." Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/42edd2a4-0685-4221-9e42-fc78498a6f9d/blobholder:0/2005LIMO0021.pdf.

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Abstract:

Ce travail fait partie d'un projet global de réalisation d'une pile thermoélectrique de hautes performances en technologie céramique, avec la mise au point d'un matériau semi-conducteur qui sera déposé sur un substrat diélectrique et isolant thermique élaboré par coulage en bande. C'est la réalisation de ce substrat qui en fait l'objet. Des considérations thermiques indiquent qu'une faible conductivité thermique est obtenue pour des matériaux de microstructure poreuse et dépourvus de phases cristallines. Deux matériaux ont été choisis comme support de l'étude : une argile constituée de minéraux en feuillets qui, par deshydroxylation autour de 600°C acquièrent une structure désordonnée et la diatomite, matériau constitué de silice amorphe dont les grains sont de nature poreuse. Fritté à 800°C, l'argile présente une conductivité thermique croissante de 0,21 W/m. K à température ambiante à 0,26W/m. K à 550°C. Des composites argile-silice pyrogénique et argile-zircon ont été élaborés dans le but de diminuer ces valeurs. Il ressort de cette étude que le zircon s'avère plus efficace, la conductivité thermique d'environ 0,19 W/m. K restant constante avec la température. La diatomite présente plusieurs avantages. Outre son fort pouvoir d'isolation (λ allant de 0,08 W/m. K à 20°C à 0,16 W/m. K à 550°C), elle permet d'obtenir dans certaines conditions d'élaboration, une fine couche dense à la surface de la bande, nécessaire pour éviter la pénétration du semi-conducteur à travers les pores ouverts au sein du substrat et faciliter le dépôt
The design and fabrication of a high performance thermoelectric generator based on ceramic technology is envisaged. The system consists of n and p-type semi-conducting layers deposited on a thermally insulating dielectric substrate. The present work is devoted to the choice and preparation of the material for the substrate. The desired characteristics for a low thermal conductivity are an amorphous solid with a porous microstructure. Two raw materials were selected as candidates. The first is a clay, made of layered minerals for which dehydroxylation at 600°C leads to a disordered structure and the second is diatomite, a material constituted of amorphous silica with and inherent natural porosity inside plate like grains. Sintering the clay at 800°C yields a material with thermal conductivity of 0. 21 W/m. K at room temperature increasing to 0. 26 W/m. K at 600°C. In an attempt to decrease the thermal conductivity, the clay was mixed with fine amorphous silica or zircon. The zircon based mixture was the most effective giving a thermal conductivity of 0. 19 W/m. K which remains constant with temperature. In addition to a low thermal conductivity, diatomite presents another interesting advantage. First, tape casting was used to obtain porous layers yielding a thermal conductivity as low as 0. 08W/m. K at room temperature. Then it was found that under certain preparation conditions, the tape cast diatomite formed with a thin dense layer at the surface. This facilitates deposition of the active semi-conductor layer by avoiding loss from penetration through the open porosity of the substrate

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Bernard, Benjamin. "Barrières thermiques par projection plasma de suspensions : développement et caractérisation de microstructures à faible conductivité thermique." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0212/document.

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Abstract:

L’augmentation des températures de fonctionnement des turboréacteurs est un axe de développement privilégié dans l’industrie aéronautique. Une solution est l’amélioration des systèmes barrières thermiques. Ce travail de thèse s’intéresse au procédé de projection plasma de suspensions (SPS) qui permet d’envisager une amélioration significative des performances pour les prochaines générations de barrières thermiques, comparé au procédé d’évaporation sous faisceau d’électrons (EB-PVD). Le procédé SPS a en effet démontré une capacité à générer des microstructures colonnaires qui présentent un intérêt pour l’accommodation des contraintes thermo-mécaniques. Une étude microstructurale a conduit à l’identification des paramètres influant sur les variations de morphologies des revêtements (taille de colonnes, distribution de taille, compacité). Deux nuances optimisées en zircone yttriée (YSZ), nommées colonnaire et colonnaire compacte, ont été caractérisées de façon approfondie afin de déterminer les bénéfices du procédé SPS. Ces nuances se caractérisent par une conductivité thermique inférieure à 1 W.m-1.K-1, sur une plage de température allant de 25 à 1100 °C, soit des valeurs avantageuses par rapport à celles des revêtements EB-PVD (1,3 – 1,5 W.m-1.K-1). La durée de vie des dépôts SPS, estimée par cyclage thermique, est au moins équivalente à un dépôt YSZ réalisé par EB-PVD et cyclé en même temps. Le résultat le plus élevé obtenu, supérieur à 2000 cycles, est particulièrement prometteur. La capacité de fonctionnalisation du procédé SPS a par ailleurs permis la réalisation de systèmes multifonctionnels comprenant un dépôt colonnaire YSZ et un dépôt homogène Gd2Zr2O7 en surface. Cette architecture bicouche a pour objectif de pallier les infiltrations chimiques de type CMAS (CaO–MgO–Al2O3–SiO2) qui constituent un frein pour l’augmentation de la température de fonctionnement. Le caractère anti-CMAS du matériau Gd2Zr2O7 mis en forme par SPS a été évalué jusqu’à 1300 °C
The increase of operating temperature of gas turbine engines is an issue of interest for the aeronautic industry. A solution is the enhancement of thermal insulation properties of thermal barrier coatings (TBCs). The present work is related to suspension plasma spraying process (SPS) that allows to consider significant improvements for the next generation of TBC systems, compared to the currently used process, namely electron beam physical vapor deposition (EB-PVD). Indeed, SPS process can produce columnar microstructures able to provide high thermo-mechanical compliance. A microstructural study led to identify parameters which impacted the coating morphology (column size, distribution, and compaction). Two optimized yttria-stabilized zirconia (YSZ) microstructures were carefully characterized to highlight SPS process advantages. Low thermal conductivities (< 1 W.m-1.K-1) were obtained within a large temperature range (25 °C – 1100 °C), compared to EB-PVD YSZ coatings (1,3 – 1,5 W.m-1.K-1). Thermal lifetime was estimated thanks to thermal cyclic fatigue tests. A similar level of thermal lifetime was reached with SPS coatings compared to EB-PVD one. Some SPS columnar coatings even showed more than 2000 cycles to failure. The ability of SPS to perform multifunctional systems, including a YSZ columnar structure with a homogeneous Gd2Zr2O7 coating on the top, was investigated. This architecture must provide a chemical protection to CMAS (CaO–MgO–Al2O3–SiO2) aggressions. These contaminants would impede the increase of temperature in next generation of gas turbine engines. The anti-CMAS behavior was assessed for SPS Gd2Zr2O7 coatings until 1300 °C

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Laden, Karl. "Développement de disques de frein à haute conductivité thermique : application aux matériaux composites à matrice aluminium." Valenciennes, 1999. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/cece2c48-3afb-4e84-9cba-a25799cbd484.

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Abstract:

Le recours aux composants légers est de plus en plus fréquent dans le domaine des transports ferroviaires et le système de freinage est concerné au premier degré vu l'intérêt à réduire les masses non suspendues. Les recherches visant à l'optimisation d'un couple disque/garniture se sont essentiellement appuyées sur des caractérisations tribologiques et notamment sur l'étude des transferts de matière, des mécanismes d'usure et d'endommagement. Deux conceptions de disques réduits sont étudiées : les disques multi matériaux à revêtement ou flasque en molybdène et les disques monoblocs en matériaux composites a matrice aluminium. Différents matériaux de friction ont été testés en configuration de freinage de maintien de courte durée (120s) et d'endurance (1200s). Les matériaux composites sont élaborés par la méthode du vortex. Les particules de SiC sont incorporées par brassage mécanique dans le bain d'aluminium qui est à l'état semi-liquide ; la manipulation a lieu sous gaz neutre, l'argon, pour éviter l'oxydation du matériau. Les paramètres d'élaboration du composite et la conception du moule ont été optimisés de manière à obtenir une bonne répartition du renfort et à maitriser la porosité ainsi que les retassures. Il est apparu que la déposition de molybdène sur un substrat en alliage d'aluminium n'est pas envisageable puisque des décohésions sont survenues. La solution du disque AG3 avec flasque molybdène est plus réaliste. Ce disque semble être particulièrement adapté aux freinages d'urgence. Les disques en alliage de cuivre-béryllium ont présenté au contact du plot céramique des résultats intéressants mais l'utilisation de ce type de matériau nous est apparue très problématique, le béryllium étant cancérigène. Concernant les matériaux composites, l'incidence de la matrice (AG3 et AS18UNG), des caractéristiques du SiC (taille, forme) et de sa fraction volumique a été étudiée. Les disques en composite à matrice AS18UNG renforcée a 10% de SiC globulaire, couplés à une garniture organique se sont avérés particulièrement intéressants : bonne tenue à l'usure, stabilité et niveau du facteur de frottement. Comparée à la configuration classique « garniture organique/disque acier », cette conception conduit à un allègement notable du disque sans pénaliser les performances tribologiques, notamment sous aspersion
The use of light materials is more and more frequent in the field of railway transportation and braking devices are foremost in this respect because of the interest in reducing non suspended masses. Research aimed to optimising a “disc/pad” couple has essentially relied on tribological characterisations, and in particular on material transfers and on wear and damage process. Two designs have been considered for the reduced scale discs : the multimaterials discs with a coating or a molybdenum flask and the aluminium matrix composite integral discs. Various friction materials have been tested through short-length continuous braking tests of (120s) and through endurance braking tests (1200s). The composite materials are produced using the liquid method, and more particulary the vortex method. SiC particles are incorporated by mechanical mixing in an aluminium bath heated to semi-liquid state; the manipulation is carried out under a neutral gas called argon in order to avoid the material oxydation. The production parameters and the design of the mould have been optimised in order to obtain a good repartition of the reinforcement and to control porosity as well as cracks. A molybdenum coating sprayed on aluminium-based disc has been found to be unworkable since the strong difference between the thermal expansion coefficients of molybdenum and aluminium induces disbonding and crazing of the coating. The design of a solid molybdenum friction disc clamped on aluminium alloy stand disc seems more realistic and in that case, two pads – organic and ceramic – have drawn our attention. This disc seems to be particulary adapted to emergency braking. The “aluminium titanate pad / CuBe 1. 9 disc” brake system has shown remarkable tribologic performances but the use of this CuBe 1. 9 alloy seems very problematic for reasons of hygiene and health, berrylium being carcinogenic. As regards the composite materials, the effect of the type of matrix (AG3 and AS18UNG), the properties of the SiC reinforcement (12 µm, 75 µm, angular, spherical ) and its volume fraction (0, 4, 8, 10 % ) have been studied. The AS18UNG matrix composite brake discs reinforced with 10% of SiC, coupled with an organic pad, have been particulary interesting with low wear rates, good stability and a good level of the friction coefficient. Compared to the classical “organic pad / steel disc” brake system, this conception leads to a notable lightening of the disc without penalising the tribological performances, in particular under spraying

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Decarlis, Arnaud. "Modélisation de la conductivité thermique de matériaux hétérogènes : application aux revêtements de coque utilisés en acoustique." Aix-Marseille 1, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX11076.

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Abstract:

Cette etude porte sur la determination de la conductivite thermique homogene equivalente de materiaux composites. Deux methodes ont ete developpees pour les deux types de materiaux etudies. Pour les materiaux de type alberich (materiaux presentant une periodicite), le probleme est prealablement reduit a l'aide de la periodicite et des symetries. Une methode de type elements finis est ensuite utilisee pour expliciter le coefficient de conductivite effective dans la direction normale au panneau. Le modele developpe permet de prendre en compte des inclusions de formes variees. Pour les materiaux de type micro-inclusionnaire, nous avons d'abord recherche les differentes approches qui permettent de predire le comportement conductif des melanges. Parmi les approches de moyenne volumique, de moyenne d'ensemble, de percolation ou d'encadrement, nous avons choisi d'utiliser la technique de moyenne volumique. Apres une etude exhaustive de tous les modeles derives de cette approche, nous avons selectionne le modele de landauer (ou de bruggeman symetrique) pour etre generalise a l'aide d'une methode numerique de type elements finis. Nous avons ainsi developpe une nouvelle methode (scfem) qui generalise la methode de landauer a toutes les formes d'inclusions. Le modele numerique est detaille et un grand nombre de resultats numeriques sont presentes. Le modele est valide pour les inclusions spheriques, en utilisant des comparaisons avec la solution analytique, des resultats experimentaux provenant de la litterature et l'encadrement par des bornes evoluees. Pour les autres formes d'inclusion, le seuil de pseudo-percolation est calcule. Les resultats obtenus sont qualitativement coherents. Pour les deux types de materiaux consideres, les modeles les plus adaptes ont ete selectionnes. Ils permettent aujourd'hui a l'industriel de se lancer dans une campagne d'optimisation multicritere des materiaux acoustiques qui prenne en compte les caracteristiques acoustiques, thermiques et de tenue a la pression.

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Brigaud, Frédéric. "Conductivité thermique et champ de température dans les bassins sédimentaires : à partir des données de puits." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20176.

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Abstract:

On propose des procedures pour reconstituer et interpreter le regime thermique des bassins sedimentaires, a partir d'estimations de la conductivite thermique et de la temperature des formations. Ces parametres sont deduits de l'analyse de donnees de puits d'exploration petroliere: diagraphies, carottes, deblais de forages et temperatures. Les procedures sont appliquees a trois bassins. Dans la premiere partie, la conductivite des formations est estimee a trois echelles significatives: 1) a l'echelle de l'electrofacies diagraphique; 2) a l'echelle de la formation a chaque forage et; 3) pour chaque formation a l'echelle du bassin. Dans la seconde partie, apres extraction des erreurs systematiques associees a l'histoire du forage, le champ de temperature est estime par inversion stochastique des temperatures et des epaisseurs des formations, en prenant en compte les correlations laterales entre gradients thermiques. Dans la troisieme partie, une methode d'analyse des modes de transfert de chaleur, basee sur l'inversion simultanee des conductivites et des temperatures, est developpee. La prise en compte de la physique des transferts de chaleur permet: i) de considerer des correlations laterales et verticales entre les gradients thermiques et; ii) de distinguer entre transferts conductifs et convectifs

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Camirand, Christian. "Étude de la chaleur spécifique et de la conductivité thermique des hydrures métalliques par calorimétrie différentielle." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2000. http://depot-e.uqtr.ca/3139/1/000668315.pdf.

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Cabrero, Julien. "Amélioration de la conductivité thermique des composites à matrice céramique pour les réacteurs de 4ème génération." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13877/document.

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Prevost, Marie-Anne. "ETUDE DE NOUVELLES CERAMIQUES POUR BARRIERE THERMIQUE." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00809130.

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Abstract:

Ce travail se place dans le cadre de la recherche de céramiques susceptibles de fonctionner à plus hautes température que la zircone yttriée, le système le plus employé actuellement pour constituer la couche isolante des barrières thermiques de turbines, aéronautiques ou terrestres. Une analyse des critères auxquels doit répondre une telle céramique a conduit à choisir la famille des perovskites, et, en conclusion de calculs de conductivité thermique par dynamique moléculaire, à sélectionner BaMg1/3Ta2/3O3 (BMT), un composé dont le point de fusion est supérieur à 2900°C. Un mode d'élaboration par voie solide a été développé pour obtenir cet oxyde sous forme dense. En guise de référence, des matériaux denses de zircones yttriées complètement stabilisées ont également été élaborés. Ces deux oxydes ont ensuite été caractérisées expérimentalement : structure par diffraction de rayons X, conductivité thermique jusqu'à 1200°C à partir de la mesure de la diffusivité thermiques par méthode flash laser, coefficient de dilatation entre 200 et 1200°C. Une étu de du gravage thermique de joints de grains, avec suivi par microscopie à force atomique du profil de joints après traitements entre 1100°C et 1400°C, a permis dans certains cas de déterminer le coefficient de diffusion en surface. Il ressort de cette étude que, si la perovskite BMT possède un ensemble de propriétés intéressantes pour constituer une barrière thermique : stabilité structurale, conductivité thermique à 1200°C du même ordre que celle de la zircone yttriée (autour de 2 W.m-1.K-1), coefficient de dilatation élevé (11.10-5 /K entre 200 et 1200°C), des phénomènes de sublima tion sont susceptibles de perturber la stabilité de couches à très hautes températures.

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Tlili, Radhouan. "Études des transferts dans les matériaux hétérogènes." Thesis, Paris Est, 2010. http://www.theses.fr/2010PEST1092.

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Abstract:

L'usage des matériaux composites dans les différents domaines technologiques (microélectronique, aéronautique, transports…) ne cesse de croître. Une telle augmentation vient du fait qu'il est possible de développer de nouveaux matériaux avec des propriétés adaptées à une application bien préc ise en combinant les propriétés physiques des différents constituants. Dans le travail de thèse, nous nous intéressons à l'étude des propriétés thermophysiques, électriques et diélectriques de composites à base de matrice polymère chargée avec des fibres naturelles et/ou de particules minérales. L'objectif final étant d'une part d'accroître notre connaissance sur le mécanisme de transfert (thermique, électrique et diélectrique) au sein des matériaux composites et d'autre part, de développer une méthode de mesure des propriétés thermophysiques des matériaux à différentes températures (-20°C etlt; T etlt; 180°C)
The use of composite materials in various fields of technology (microelectronics, aerospace, transportation ...) continues to grow. Such an increase is that it is possible to develop new materials with properties tailored to a specific application by combining the physical properties of different constituents.In the thesis, we focus on the study of thermophysical properties, electrical and dielectric of composites based on polymer matrix loaded with natural fibers and/or mineral particles.The final goal is to increase our knowledge on the mechanism of transfer (thermal, electrical and dielectric) in composite materials and secondly, to develop a method for measuring thermophysical properties of materials at different temperatures (-20°C etlt; Tetlt; 180°C)

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Lacatena, Valeria. "Fabrication and thermal conductivity characterization of phononic engineered silicon membranes for thermoelectric applications." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10045/document.

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Abstract:

La thermoélectricité rencontre un intérêt croissant ces dernières années comme source d'énergie alternative pour l’alimentation de dispositifs micro- et nano- électroniques. Les matériaux thermoélectriques transforment par effet Seebeck une différence de température en énergie électrique utile. Dans les dispositifs thermoélectriques, l’énergie perdue en général sous forme de chaleur résiduelle peut ainsi être recyclée en utilisant les gradients de température existants. L'efficacité thermoélectrique dépend des propriétés électroniques du matériau et de sa conductivité thermique κ. Le silicium présente une très bonne conductivité électrique et un coefficient Seebeck prometteur, mais sa conductivité thermique phononique limite fortement son potentiel pour des applications thermoélectriques, du moins sous forme de matériau massif. Par contre, la nanostructuration du silicium en couches minces, et a fortiori la fabrication de cristaux phononiques permet de réduire fortement la conductivité thermique. Dans ce travail, des simulations de dynamique moléculaire sont réalisées pour confirmer cette stratégie et permettre la définition d'un design optimal de membranes perforées. De plus, le travail expérimental montre différentes méthodologies de fabrication de membranes phononiques de silicium intégrées dans une plate-forme de métrologie. Plusieurs techniques de caractérisation (Electrothermique, Raman et Microscopie à sonde thermique) ont ensuite été utilisées pour déterminer la conductivité thermique des membranes. Une réduction considérable de κ est obtenue pour le silicium, permettant d’envisager l’intégration de ces membranes dans un convertisseur thermoélectrique
In the last twenty years, the continuous seek for alternative energy sources to power micro- and nano-electronic devices has marked the rise of interest toward thermoelectricity. Thermoelectric materials can turn directly, by Seebeck effect, the temperature difference into useful electric power. The energy lost as waste heat can be re-used as a power source. It is known that, to improve thermoelectric efficiency, an important role is played by material’s electronic properties and its thermal conductivity. Silicon exhibits very good electrical conductivity and Seebeck parameter, but its lattice thermal conductivity represents the bigger obstacle for thermoelectric applications, preventing its direct integration as bulk material. It has been demonstrated that nanostructuring silicon in thin films enables the reduction of thermal conductivity down to one order of magnitude. Furthermore, a supplementary decrease of thermal conductivity is possible by periodical patterning of the silicon thin film in a photonic-like way, creating Phononic Crystals (PnCs). In our work molecular dynamics simulations are performed to confirm the trend envisaged and allow the definition of an optimal design for the patterned membranes. Moreover, our experimental work lists different fabrication methodologies of silicon phononic engineered membranes integrate into a metrology platform. Several characterization techniques (Electrothermal , Raman thermometry, Scanning Thermal Microscopy) are used to determine the membranes thermal conductivity. A considerable reduction of κ is obtained for silicon, paving the way for a prospective integration of those membranes into a thermoelectric converter

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Nait-Ali, Benoît. "Elaboration, caractérisation et modélisation de matériaux poreux : Influence de la structure poreuse sur la conductivité thermique effective." Limoges, 2005. http://www.theses.fr/2005LIMO0038.

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Abstract:

Cette étude se propose de déterminer l'influence de certains paramètres microstructuraux sur la conductivité thermique effective des matériaux poreux dans la gamme de porosité : 45%-75%. Dans cet objectif, trois axes de travail ont été établis : élaboration, caractérisation et modélisation. Nous avons élaboré plusieurs types de matériaux poreux aux microstructures différentes (porosité aléatoire et organisée). Des échantillons de zircone présentant une structure cellulaire ont été préparés selon une méthode innovante basée sur un processus d'hétérocoagulation. La comparaison des résultats expérimentaux avec des prédictions par des modèles analytiques et par des simulations numériques nous a permis d'évaluer l'influence de paramètres tels que la taille et la forme des pores, l'organisation de la porosité. Le modèle de percolation, via l'expression de Landauer, permet des prédictions satisfaisantes de la conductivité thermique pour des taux de porosité inférieurs à 60%

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Roussel, Philippe. "Microcapteur de conductivité thermique sur caisson épais de silicium poreux pour la mesure de la microcirculation sanguine." Lyon, INSA, 1999. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1999ISAL0088/these.pdf.

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Abstract:

L'irrigation ou microcirculation sanguine tissulaire est le paramètre de choix qui caractérise la fonction principale du réseau microcirculatoire. La mesure de la microcirculation sanguine dans des volumes actifs de quelques mm3 offre un large champ d'applications dans le domaine de la physiologie, de la neurologie et de la pharmacologie. La mesure localisée de la conductivité thermique des tissus explorés est particulièrement adaptée à la quantification de ce paramètre. De nombreuses sondes reprenant ce principe ont été développées par le passé en technologie hybride. Ce travail de recherche a permis de concevoir, de réaliser et de caractériser un microcapteur en technologie compatible CMOS pour la mesure localisée de la microcirculation sanguine. Un procédé original d'isolation thermique par caisson épais de silicium poreux présentant une conductivité thermique environ 100 fois plus faible que le silicium monocristallin à été mis en œuvre. Un démonstrateur de sonde intégrée composée d'une couche de 80μm de silicium poreux sur 220μm de silicium a été réalisé sous la forme d'une aiguille implantable de 1mm x 300μm de section. Il intègre une thermopile polysilicium/aluminium dotée d'une sensibilité de 1mV/°C, ainsi qu'un élément chauffant et une thermistance en polysilicium. Des simulations numériques par éléments finis sur un modèle 2D et 3D ont permis de décrire et d'optimiser le comportement thermique statique et dynamique de la sonde. Des mesures de conductivité thermique dans des modèles physiques ont été réalisées. Les modes de fonctionnement isocalorique et isothermique ont été validés
Tissue blood flow is a pertinent parameter to characterize the microcirculation network main functions. Tissue blood flow measurement in small volume of a few mm3 offer wide applications possibility in physiology, pharmacology and neurology fields. Local measurement of the tissue thermal conductivity is a well adapted means for the quantization of tissue blood flow. Numerous probe based on this principle have been developed in the last twenty years using hybrid technologies. This study allowed the design, the realization and the characterization of a CMOS compatible microsensor for local measurement of tissue blood flow. An original concept of thermal insulation by thick porous silicon layer has been developed. Porous silicon offers a thermal conductivity a hundred times lower than that of monocrystal silicon. A prototype of a integrated probe made of a 80μm thick porous silicon layer onto a 220μm silicon layer has been realized. The microsensor is implantable probe shaped and 1mm x 300 μm in section. The probe includes a high sensitivity of 1m V /°C polysilicon / Aluminum thermopile, a polysilicon thermistor and a heating element. Finite element numerical simulations have been performed on a 2D and 3D model of the probe to describe and optimize the static and dynamic thermal behavior of the microsystem. Thermal conductivity measurements have been performed into physical models. Isoenergetic and isothermal operation of the system have been validated

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Dissertations / Theses on the topic 'Estimation de conductivité thermique'

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